¿Qué es la recuperación de aceite de bombas sin vástago?

La producción de petróleo con bomba sin vástago (Bomba sin vástago) también es un método mecánico común de producción de petróleo en la producción de campos petroleros. La producción de petróleo con bombas sin vástago no requiere una sarta de varillas de bombeo, lo que reduce los costos de operación y reparación del pozo causados ​​por la rotura y el desgaste de la sarta de varillas de bombeo. Es adecuada para explotar pozos petroleros con una estructura de pozo especial. A medida que los principales campos petroleros de mi país entran en las etapas media y tardía de producción, las condiciones geológicas se vuelven cada vez más complejas y las bombas sin vástago se utilizarán más ampliamente. Esta sección presenta los conocimientos básicos de la producción de petróleo con bombas eléctricas sumergibles, bombas hidráulicas de pistón, bombas de chorro y bombas de tornillo.

1. Bomba sumergible eléctrica La bomba centrífuga sumergible eléctrica (bomba sumergible eléctrica), conocida como bomba sumergible eléctrica, bomba sumergible eléctrica o bomba eléctrica, es una de las bombas sin vástago más utilizadas en el país y en el extranjero. El suministro de energía de superficie transmite energía eléctrica al motor subterráneo a través del transformador, el panel de control y el cable. El motor hace girar el impulsor de la bomba centrífuga de etapas múltiples, convirtiendo la energía eléctrica en energía mecánica y elevando el líquido en el pozo. la superficie.

1. Componentes del sistema El sistema de bomba eléctrica sumergible está compuesto principalmente por motores, protectores, separadores gas-líquido, bombas centrífugas multietapa, cables, paneles de control, transformadores y cajas de conexiones, como se muestra en la Figura 6. - 37 mostrados.

Figura 6-37 Sistema típico de bomba eléctrica sumergible

1) Motor El motor sumergible se utiliza para impulsar la bomba centrífuga y su principio de funcionamiento es el mismo que el del motor terrestre. Cuando la frecuencia del motor sumergible es de 60 Hz, la velocidad de rotación es de 3500 r/min y el rango de potencia está entre 5,6 y 745,7 kW. La potencia requerida se puede obtener usándolo en serie. El aceite lubricante que contiene se utiliza para lubricación y transfiere el calor generado por el funcionamiento del motor al fluido del pozo para enfriar el motor. Se deben instalar motores sumergibles donde fluye el fluido del pozo.

2) Protector El protector desempeña la función de conectar el motor y la bomba, aislar el aceite del motor y el fluido del pozo y equilibrar la presión en el pozo y el motor. Durante el funcionamiento, el aceite lubricante del motor se expande debido al aumento de la temperatura. Hay suficiente espacio en el protector para almacenar el aceite lubricante que se desborda y evitar que la presión del motor sea demasiado alta cuando la temperatura del aceite baja y el volumen se reduce. Se repone el aceite en el protector del motor. La carcasa protectora se puede utilizar como superficie de enfriamiento adicional para el aceite lubricante y puede cubrir el cojinete de empuje que soporta la gravedad del eje de la bomba y diversas fuerzas desequilibradas.

3) Cuando la relación gas-líquido en el puerto de succión de la bomba separadora de gas-líquido excede 10, las características de la bomba se deteriorarán e incluso se producirá una bolsa de aire. Como puerto de succión de la bomba, el separador de gas y líquido puede controlar la cantidad de gas que ingresa a la bomba dentro del rango de tolerancia de la bomba y reducir el impacto del gas en la bomba. El separador de sedimentación solo puede manejar fluidos de pozo con una relación gas-líquido inferior a 10 y la eficiencia de separación es inferior a 37. El separador rotativo puede manejar fluidos de pozo con una proporción de gas a líquido inferior a 30 y la eficiencia de separación es de hasta más de 90. El separador se puede seleccionar en función de la cantidad de aire libre en la entrada de succión de la bomba, y la presión de succión mínima y la salida de la bomba también se pueden determinar mediante la capacidad del separador.

Para pozos con un contenido de gas muy alto, los dispositivos avanzados de procesamiento de gas pueden mezclar uniformemente gas y líquido en la bomba, como flujo monofásico, para evitar el bloqueo de gas y mejorar en gran medida la capacidad de procesamiento de gas de la bomba.

4) Los cables utilizados para suministrar energía a los motores subterráneos incluyen cables redondos y cables planos. Los cables planos se utilizan en pozos con espacios anulares más pequeños para el motor y la carcasa. Puede haber varios hilos de alambres de cobre o alambres de aluminio en el cable, y la capa de aislamiento entre los alambres y el exterior de los alambres debe ser resistente a la temperatura, a la presión y a la corrosión. Hay una funda de plomo fuera de la capa aislante y protegida por una armadura metálica. Los diferentes tipos de cables tienen diferentes caídas de tensión.

5) Panel de control El panel de control puede controlar automáticamente el inicio y la parada del sistema. Tiene funciones de protección contra cortocircuitos, sobrecarga y baja carga y función de inicio automático con retardo de baja carga. Puede medir corriente y voltaje en cualquier momento. tiempo y realizar un seguimiento del estado de salud del sistema. El panel de control de conversión de frecuencia puede cambiar arbitrariamente la frecuencia y velocidad del motor subterráneo entre 30 y 90 Hz y ajustar de manera flexible el desplazamiento de la bomba, pero no transmitirá transitorios de energía al subsuelo. La función de arranque suave puede reducir el daño a la unidad. El voltaje del panel de control está entre 600V y 4900V.

6) Transformador El transformador utiliza el principio de inducción electromagnética para convertir el voltaje de la red en el voltaje requerido por el motor subterráneo y el sistema de superficie.

7) Se debe instalar una caja de conexiones entre la boca del pozo de la caja de conexiones y el panel de control. Su función es ventilar el gas natural que sube a lo largo de la línea central del cable hasta la boca del pozo para evitar que el gas natural ingrese directamente al panel de control y cause una explosión cuando el panel de control genera chispas eléctricas.

La válvula de retención, la válvula de drenaje, el centralizador, el sensor y el dispositivo de accionamiento de velocidad variable son accesorios opcionales. La función de la válvula de retención es mantener la tubería de aceite llena de líquido cuando la bomba está parada, lo que facilita el arranque de la bomba y reduce el consumo de energía; evita que el reflujo de líquido haga que la unidad se invierta y queme el motor; y dañar el eje y los cojinetes. Al arrancar la bomba y descargar la tubería de aceite, la válvula de drenaje de aceite puede evitar que el líquido de la tubería fluya al suelo. La válvula de drenaje de aceite se instala encima de la válvula de retención y se usa junto con la válvula de retención. El centralizador centra la bomba y el motor en el pozo para un enfriamiento efectivo del motor y evita la fricción y daños a los cables. Los sensores se utilizan para medir la presión y la temperatura del fondo del pozo para el control automático.

2. Método de instalación La composición y el propósito del sistema de bomba eléctrica sumergible son diferentes en los diferentes métodos de instalación.

El método de instalación estándar (Figura 6-37) se utiliza principalmente para la producción de pozos petroleros. De abajo hacia arriba se encuentran motores, protectores, separadores de gas y líquido, bombas centrífugas multietapa y otros componentes auxiliares. La instalación estándar permite que el fluido producido pase por el motor para enfriarlo.

El método de instalación del puerto de succión inferior de abajo hacia arriba es el puerto de succión, bomba, puerto de descarga, protector y motor. El fluido ingresa a la bomba a través del revestimiento insertado en el fondo del pozo y se descarga del espacio anular. El método de instalación de entrada de succión inferior puede mejorar el desplazamiento y la eficiencia, y es adecuado para pozos con gran fricción en la tubería de petróleo o gran diámetro de bomba.

El método de instalación del puerto de descarga inferior de abajo hacia arriba es el puerto de descarga, bomba, puerto de succión, protector y motor. El fluido ingresa a la bomba desde el espacio anular del aceite y la carcasa y se descarga desde el tubo de escape a la capa inferior. El método de instalación de salida de descarga inferior es adecuado para el desarrollo de inyección de agua en campos petroleros o drenaje de pozos de gas y producción de gas.

3. Características de trabajo de las bombas centrífugas Las bombas centrífugas multietapa de fondo de pozo están compuestas por bombas centrífugas de una sola etapa conectadas en serie y son componentes clave para levantar líquidos. Una bomba centrífuga de una etapa consta de un impulsor montado en el eje de la bomba y una rueda guía fijada en la carcasa de la bomba. El principio de funcionamiento de las bombas centrífugas multietapa subterráneas es el mismo que el de las bombas centrífugas multietapa de superficie: la fuerza centrífuga de la rotación del impulsor presuriza y acelera el líquido en el canal de flujo y luego lo descarga por la salida, convirtiendo energía mecánica. en energía de presión y energía cinética del fluido. El área de flujo de la rueda guía se expande gradualmente, convirtiendo parte de la energía cinética en presión estática. Luego, el fluido ingresa al impulsor y la rueda guía de la siguiente etapa. Repita este proceso hasta alcanzar la presión requerida en la salida de la bomba.

Las características de una bomba centrífuga se refieren a la relación entre cilindrada, altura de presión, potencia, eficiencia y velocidad. El desplazamiento se refiere al volumen de fluido entregado por la bomba por unidad de tiempo. La carga de presión se refiere a la energía obtenida por unidad de masa de fluido, también conocida como carga de presión efectiva o carga. La potencia se refiere a la potencia transmitida por el motor al impulsor, que se denomina potencia del eje de la bomba. La potencia efectiva se refiere a la potencia obtenida por el fluido en la bomba. La relación entre la potencia efectiva y la potencia del eje de la bomba es la eficiencia. El número de revoluciones del eje de la bomba por unidad de tiempo se llama velocidad de rotación.

La curva característica de la bomba es generalmente una velocidad fija, medida en agua clara con una densidad relativa de 1 y una viscosidad de 1 mPa·s. Se denomina curva característica estándar de la bomba y representa la. Características de trabajo de una bomba de una sola etapa. Como se muestra en la Figura 6-38. Cuando la relación gas-líquido en la entrada de succión de la bomba es inferior a 10, se puede utilizar la curva característica estándar de la bomba. De lo contrario, es necesario reducir el aire libre que ingresa a la bomba o adoptar las características de una bomba bifásica. para el diseño. Las características operativas reales de las bombas centrífugas son muy complejas.

Figura 6-38: Curva característica estándar de la bomba

Debido a varios factores, la altura de presión real es generalmente menor que la altura de presión teórica. La resistencia a lo largo del recorrido del flujo del impulsor provocará pérdidas hidráulicas; la fuga de líquido a alta presión a través del espacio entre el impulsor y la rueda guía provocará pérdidas de volumen y la fricción provocará pérdidas mecánicas.

El gas ocupa parte del espacio de la cámara de la bomba, reduciendo la cantidad de líquido que entra en la bomba. El gas reduce la densidad del fluido, afecta la potencia de la bomba y diversas pérdidas de energía, empeora las características de la bomba y se desvía de las características de los líquidos monofásicos. Demasiado volumen de aire hará que el líquido de la bomba no pueda descargarse, lo que provocará que se interrumpa la descarga. Este fenómeno se denomina bloqueo de aire. Detener la bomba permite que el gas en la bomba suba para eliminar la bolsa de aire.

Cuando la presión del fluido en la bomba es inferior a la presión del vapor saturado, se generarán pequeñas burbujas. Después de que las burbujas fluyan hacia el área de alta presión, se condensarán y se romperán, produciendo una gran fuerza de impacto. Este fenómeno es similar al golpe de ariete y se llama cavitación. La cavitación puede dañar la bomba y empeorar sus características operativas, reduciendo el desplazamiento y la eficiencia. Una presión de succión de bomba adecuada evita la obstrucción de vapor y la cavitación.

4. Gestión del pozo de la bomba eléctrica sumergible Para mejorar la eficiencia operativa y extender la vida útil del sistema, la bomba sumergible eléctrica debe funcionar cerca del punto de eficiencia más alto, el desplazamiento nominal y la altura de presión de la bomba deben ser consistentes con; la capacidad de producción del pozo coordinada; la potencia del motor debe satisfacer las necesidades de fluido de elevación. Si la predicción de la productividad del pozo petrolero es inexacta, la dinámica del yacimiento cambia o la bomba se selecciona incorrectamente, la producción del pozo petrolero no estará coordinada, lo que resultará en una operación con sobrecarga o subcarga. Los datos de producción como la producción, el contenido de humedad, la relación gas-petróleo de producción, la presión del aceite, la presión de la carcasa, la tarjeta actual, el nivel de líquido dinámico y la posición del nivel de líquido estático deben obtenerse de forma completa y precisa. Controle la diferencia de presión de producción razonable para garantizar el funcionamiento eficiente de la bomba. Cuando la producción del pozo de petróleo está dentro del rango de desplazamiento óptimo de la bomba, esta debe operarse continuamente. Este es el mejor sistema de trabajo para la bomba sumergible eléctrica. Si el desplazamiento de la bomba es mayor que la capacidad de suministro de líquido del pozo de petróleo, se puede reemplazar con una bomba de desplazamiento pequeño, se puede inyectar algo de líquido desde el suelo o se puede usar la función de reinicio retardado por baja carga del panel de control. para lograr una producción intermitente automática. Sin embargo, los arranques y paradas frecuentes reducirán la vida útil potencial de la bomba eléctrica de aceite.

Los pozos petroleros con bombas eléctricas sumergibles de pequeño desplazamiento y alto contenido de cera pueden tener depósitos de cera. La protección de cera de tuberías de aceite de vidrio, la eliminación de cera con raspador, la eliminación de cera de circulación de aceite térmico, la eliminación de cera de cables térmicos y la eliminación de cera química pueden garantizar la producción normal de los pozos de bombas eléctricas sumergibles. Entre ellos, los más eficaces son las pipas de aceite de vidrio y los agentes químicos. Al raspar la lámina de cera para limpiar la cera, preste atención a la profundidad de penetración. El método de calentamiento provocará ampollas en el cable y acelerará el envejecimiento de la capa de aislamiento del cable.

Para garantizar el funcionamiento normal a largo plazo de la bomba electrosumergible y evitar fallas, la unidad de bomba debe recibir mantenimiento y mantenimiento con frecuencia. Cuando se descubren problemas, es necesario determinar con precisión la causa, eliminar la falla lo antes posible, mejorar la tasa de operación del pozo de la bomba eléctrica sumergible y lograr mejores beneficios económicos.

2. Bomba de pistón hidráulica Una bomba de pistón hidráulica (bomba hidráulica) es un equipo de bombeo de aceite sin vástago que depende de la presión hidráulica para transmitir potencia. Inyecta fluido de potencia a alta presión desde el suelo al pozo para impulsar. el motor subterráneo. El pistón del motor impulsa el émbolo de la bomba en movimiento alternativo, transfiriendo energía mecánica al fluido producido, de modo que pueda obtener suficiente energía para llegar al suelo. El sistema consta principalmente de un tanque de fluido motor, una bomba de superficie, un colector de control, una válvula de control de boca de pozo y una bomba de fondo de pozo, como se muestra en la Figura 6-39.

Figura 6-39 Sistema de bomba de pistón hidráulico

A—Tanque de fluido de potencia; B—Bomba de alta presión de tres cilindros; C—Múltiple de control D—Válvula de control del cabezal de pozo; —Bomba de fondo de pozo 1. Sistema de fluido de energía El sistema de fluido de energía terrestre se divide en un sistema de pozo único y un sistema de pozos múltiples de estación central según el número de pozos administrados; se divide en un sistema abierto y un sistema cerrado según la cantidad de pozos administrados; Método de descarga de fluido de potencia. Los diferentes sistemas tienen diferentes equipos, procesos terrestres y capacidades de procesamiento. Se deben considerar factores como el equipo existente, el sitio y los costos de inversión al seleccionarlos.

En un sistema cerrado, el fluido de potencia y el fluido de formación no se mezclan. El costo de agregar agentes químicos al fluido de potencia es bajo y el equipo de separación del suelo es simple, pero requiere que el fluido de potencia regrese a la tubería. El fluido de potencia no puede diluir ni reducir la viscosidad del petróleo pesado. Los sistemas cerrados se utilizan principalmente en aplicaciones marinas y urbanas.

En el sistema abierto, el fluido de potencia y el fluido de formación se mezclan y regresan a la superficie a través del mismo canal, y la estructura del pozo es simple. El fluido termodinámico puede diluir el fluido de formación viscoso, pero los agentes químicos agregados, como lubricantes, anticorrosión y eliminación de oxígeno, serán diluidos por el fluido de formación, lo que provocará mayores pérdidas.

La calidad del fluido de potencia tiene un gran impacto en el coste de mantenimiento y la vida útil del sistema. El uso de petróleo crudo como fluido motriz tiene mejor lubricidad, requiere menos mantenimiento en la bomba de émbolo terrestre, requiere menos productos químicos y es de bajo costo. El uso de agua como fluido motriz causa poca contaminación ambiental y es seguro, pero no tiene efecto lubricante y es propenso a la corrosión y fugas, y requiere tratamiento de desoxidación. El fluido de potencia se puede seleccionar según las condiciones del sitio y los costos de inversión.

2. Dispositivo de bomba de fondo de pozo Según la dirección del flujo del fluido de potencia, el dispositivo de bomba de fondo de pozo se puede dividir en sistemas de circulación directa y circulación inversa. En el sistema de circulación positiva, el fluido de potencia se inyecta desde la tubería de aceite equipada con la bomba y regresa desde el canal de flujo sin la bomba. En el sistema de circulación inversa, el fluido de potencia se inyecta desde el canal de flujo sin bomba y regresa desde la tubería de aceite con una bomba. El propósito es proteger la carcasa y reducir la fricción.

Según el método de instalación, los dispositivos de bomba de fondo de pozo se dividen en tipo libre y tipo fijo. El dispositivo de estilo libre es simple y conveniente de operar. Cambiar la dirección del flujo del fluido motor puede completar las operaciones de elevación y descenso de la bomba. El fluido de circulación directa mueve la bomba hasta el fondo del pozo para trabajar, y la circulación inversa eleva la bomba para mantenimiento, lo que reduce el tiempo de inactividad y los costos operativos. La instalación del manómetro en la parte inferior de la bomba permite realizar pruebas de capacidad y pruebas a mitad del proceso, lo que facilita la gestión automatizada. Después de arrancar la bomba, se pueden llevar a cabo diversas medidas y operaciones en la formación.

El diámetro de la bomba de fondo de pozo para instalaciones de estilo libre está limitado por el tamaño de la tubería. La bomba de fondo de pozo de tipo fijo se instala en la parte inferior de la tubería de petróleo. El diámetro de la bomba no está limitado por el tamaño de la tubería de petróleo, pero la tubería de petróleo debe elevarse y bajarse al inspeccionar y reemplazar la bomba. Las unidades fijas se utilizan principalmente en pozos de alta producción.

Según los métodos de terminación de pozos, los dispositivos de bomba de fondo de pozo se dividen en tipo de carcasa y tipo paralelo. El dispositivo de carcasa se utiliza en sistemas abiertos de fluidos de potencia, y el espacio anular entre el aceite y la carcasa sirve como canal de flujo. Si el volumen de gas es demasiado grande, se puede instalar un tubo de escape en el espacio anular. Se puede utilizar un dispositivo de carcasa de inserción de tubo concéntrico en carcasas grandes. El espacio anular entre los dos tubos de petróleo se utiliza como canal de flujo y el espacio anular entre el tubo de petróleo exterior y la carcasa se utiliza para descargar gas. El dispositivo paralelo utiliza dos tuberías de petróleo paralelas para completar el pozo en el sistema abierto y también necesita agregar una tubería de descarga de fluido de potencia; El gas se descarga desde los canales fuera de la tubería de petróleo y dentro de la carcasa. Los dispositivos paralelos se utilizan principalmente en pozos que necesitan descargar gas, proteger el casing o tienen casing dañado.

En correspondencia con el sistema de fluido de potencia de superficie, el dispositivo de fondo de pozo también se divide en tipo abierto y tipo cerrado. Actualmente, se utilizan comúnmente dispositivos de sistema de fluido de potencia abierto de circulación positiva de estilo libre con carcasa y dispositivos de sistema de fluido de potencia abierto de circulación positiva de estilo libre paralelo.

3. Principio de funcionamiento: la bomba de pistón hidráulica de fondo de pozo incluye motor, bomba y vástago de pistón hueco que los conecta. Puede haber varios motores y bombas. Las bombas de simple efecto solo descargan líquido al suelo durante la carrera ascendente o descendente, mientras que las bombas de doble efecto descargan líquido al suelo tanto durante la carrera ascendente como descendente. La Figura 6-40 muestra un dispositivo de bomba de fondo de pozo de simple efecto.

Figura 6-40 Dispositivo de bomba de fondo de pozo de simple efecto

El fluido motor de alta presión inyectado en el pozo impulsa el motor de la bomba de pistón hidráulico para que actúe de forma alternativa, convirtiendo el potencial de alta presión en energía en energía mecánica. El motor acciona la bomba y convierte la energía mecánica en presión estática del líquido, de modo que el líquido producido tenga suficiente energía para fluir hacia el suelo.

El motor consta de una camisa de cilindro del motor, un pistón del motor, una válvula del motor, un vástago de la válvula y un puerto de descarga del motor. Durante la carrera descendente, la válvula del motor se mueve hacia abajo, el fluido de potencia de alta presión ingresa a la cámara superior del pistón del motor y el fluido de potencia de baja presión en la cámara inferior del pistón se descarga desde el puerto de descarga del motor. Al final de la carrera descendente, la válvula del motor se mueve hacia arriba y el fluido de potencia fluye en dirección inversa. Durante la carrera ascendente, el fluido motor a alta presión ingresa a la cámara inferior del pistón del motor y se descarga el fluido motor a baja presión en la cámara superior del pistón del motor. Al final de la carrera ascendente, la válvula del motor se desplaza hacia abajo, el fluido de potencia regresa y comienza el siguiente ciclo.

La válvula del motor también se llama válvula inversa, que cambia la dirección del flujo del fluido motriz en cada media carrera alterna. La válvula del motor inyecta alternativamente fluido de potencia en las cámaras superior e inferior del pistón del motor mediante el reemplazo de posición, empujando el pistón del motor para que se mueva alternativamente y haciendo que el émbolo de la bomba se mueva.

Los componentes principales de la bomba son la camisa del cilindro, el émbolo, la válvula de succión, la válvula de descarga y el tubo de equilibrio. Durante la carrera descendente, el pistón del motor impulsa el émbolo de la bomba para que se mueva hacia abajo, la presión en la cámara inferior del émbolo de la bomba aumenta, la válvula de succión se cierra, la válvula de descarga se abre y la bomba descarga fluido a alta presión. Al mismo tiempo, la presión en la cámara superior del émbolo de la bomba cae y la válvula de descarga se cierra. Cuando la presión en la cámara de la bomba cae hasta la presión de apertura de la válvula de succión, se aspira el fluido de formación. Durante la carrera ascendente, el pistón del motor impulsa el émbolo de la bomba hacia arriba. También depende de los cambios en el volumen de las cámaras superior e inferior de la bomba para controlar el aumento y la caída de la presión en la cámara de la bomba y la apertura y cierre de la válvula de succión y la válvula de descarga para elevar el líquido subterráneo a la superficie. .

Cuanto mayor sea el área del pistón del motor, mayor será la altura de descarga de la bomba; cuanto mayor sea el área del émbolo de la bomba, mayor será el desplazamiento de la bomba.

Las bombas de pistones hidráulicos también tienen holgura y esclusa de aire. Cuando el fluido de succión contiene gas libre, el gas se comprime en el fluido en el espacio libre al final de la carrera de descarga de la bomba. Cuando el émbolo de la bomba se mueve en reversa, el gas en el espacio libre se expande, la presión cae lentamente, la válvula de succión de la bomba se abre con retraso y se reduce la carrera efectiva de la bomba. En casos severos, la válvula de succión no se puede abrir y la bomba no puede bombear aceite. Esto es una esclusa de aire.

4. Desplazamiento Si el fluido de potencia que impulsa el motor se considera un líquido incompresible, el desplazamiento real del motor es igual al caudal del fluido de potencia. El desplazamiento efectivo del motor es el caudal en el puerto de descarga del motor. La relación entre el desplazamiento efectivo y el desplazamiento real es la eficiencia del motor y su tamaño está relacionado con las fugas. Las fugas dependen de la holgura de ajuste, la viscosidad del fluido de potencia, el desgaste, etc. Cuando el desplazamiento real del motor es mucho menor que el desplazamiento nominal, la acción de la válvula del motor no está coordinada; cuando el desplazamiento real está cerca del desplazamiento nominal, la vida útil del motor es más corta;

El desplazamiento efectivo de una bomba es el caudal volumétrico del fluido de formación descargado por la bomba en condiciones de succión. El gas libre ocupa espacio y el gas disuelto hace que el líquido se expanda, lo que provoca que el desplazamiento en la superficie difiera del desplazamiento de la bomba en el fondo del pozo.

El desplazamiento real de la bomba se refiere al caudal volumétrico del fluido de formación que pasa a través de la bomba en condiciones de succión. La relación entre el desplazamiento efectivo y el desplazamiento real es la eficiencia de fuga. La eficiencia de fuga se utiliza para describir los efectos combinados de la fuga, el gas que reduce la carrera efectiva o provoca bolsas de aire intermitentes. El desplazamiento nominal de la bomba es el desplazamiento real en condiciones de succión y velocidad nominal. El desplazamiento real debe ser menor que el desplazamiento nominal. Al seleccionar una bomba de pistón hidráulico con un desplazamiento nominal, debe cumplir con los requisitos de desplazamiento y estar coordinada con la capacidad de producción del pozo de petróleo; debe tener suficiente presión de elevación para garantizar la presión residual requerida en la boca del pozo;

3. Bomba de chorro hidráulica La bomba de chorro hidráulica (bomba de chorro hidráulica) se conoce como bomba de chorro. Su sistema de producción consta de un tanque de almacenamiento de líquidos en superficie, una bomba de alta presión en superficie y una bomba de chorro subterránea. Los conjuntos de fondo de pozo de bombas de chorro y bombas de pistón hidráulico son intercambiables. El dispositivo de fondo de pozo de la bomba de chorro también se divide en tipo libre y tipo fijo, los cuales adoptan un sistema de fluido de potencia abierto.

La bomba de chorro no tiene partes móviles en el fondo del pozo y tiene una gran adaptabilidad a pozos profundos de alta temperatura, pozos de alto rendimiento, medios corrosivos que contienen arena, petróleo pesado y pozos de petróleo con alta relación gas-petróleo. Su estructura es compacta y se puede aplicar también a pozos inclinados y pozos horizontales. La bomba de chorro se puede lanzar y pescar libremente, es flexible y conveniente, se puede utilizar para pruebas de productividad y tiene bajos costos de mantenimiento.

1. La estructura y principio de funcionamiento de la bomba de chorro. La bomba de chorro transfiere energía mediante el intercambio de impulso entre dos fluidos. En la Figura 6-41 se muestra una bomba de chorro de fondo de pozo de estilo libre con carcasa típica, que se compone principalmente de boquillas, gargantas, tubos de difusión y otros componentes. La boquilla es equivalente al motor de la bomba de chorro y convierte la energía potencial de alta presión del fluido motor en energía cinética de alta velocidad. La garganta es un cilindro largo con un diámetro mayor que la salida de la boquilla, en el que el fluido de potencia de alta velocidad y el fluido de producción de baja velocidad se mezclan completamente e intercambian impulso. La sección transversal del tubo de difusión aumenta gradualmente a lo largo de la dirección del flujo, convirtiendo la energía cinética en presión estática, de modo que el fluido mezclado obtiene suficiente energía para subir al suelo.

Figura 6-41 Bomba de chorro de fondo de pozo de estilo libre con carcasa

2. Pérdida de presión de la bomba de chorro incluye pérdida por fricción y pérdida por mezcla, cuyo tamaño depende de. las propiedades del fluido, caudal, está relacionada con la presión y los parámetros estructurales de la bomba. Las pérdidas por fricción ocurren en la boquilla, la cámara de succión, la garganta y los tubos difusores. Un diseño adecuado puede eliminar las pérdidas por fricción en la cámara de succión. La pérdida de mezcla ocurre principalmente en la garganta y rara vez en otras partes. La longitud de la garganta es el principal parámetro que afecta la pérdida de mezcla. Estos factores que influyen deben tenerse en cuenta al seleccionar una bomba. La mejor opción es minimizar la suma de la pérdida por fricción y la pérdida por mezcla. Al mismo tiempo, la bomba seleccionada debe cumplir con los requisitos del pozo en cuanto a desplazamiento y altura de elevación, y es más eficiente cuando no ocurre cavitación.

3. Influencia del gas: El gas toma volumen, provocando que disminuya el desplazamiento de líquido de la bomba. El gas también afecta la pérdida de presión dentro de la bomba. Una caída de presión en la cámara de succión puede provocar una desgasificación y provocar deslizamiento. El gas provoca una velocidad de mezcla y una distribución de la concentración extremadamente desiguales, lo que reduce la eficiencia de la bomba. La estructura de la bomba es diferente y el grado de influencia del gas varía mucho. Al mismo tiempo, el efecto de elevación del gas es beneficioso para reducir la pérdida de presión en la tubería de descarga.

La cavitación tiene un gran impacto en el funcionamiento normal de la bomba jet. El área anular entre la boquilla y la garganta es el área de succión del líquido producido hacia la bomba. Cuanto más pequeña sea el área anular, mayor será la velocidad del líquido inhalado y menor será la presión en la entrada de la garganta. Se producen pequeñas burbujas cuando la presión de succión es menor que la presión de vapor del fluido. Cuando las burbujas ingresan al área de alta presión de la garganta, se condensarán y se romperán, provocando erosión en la bomba. Este fenómeno se llama cavitación. Cuando ocurre cavitación, aumentar el flujo del fluido motriz no aumentará la producción. Para una determinada presión de salida y succión, el área anular que puede evitar la cavitación se denomina área mínima de cavitación.

Las bombas de chorro requieren una alta presión de succión para evitar la cavitación, por lo que sus aplicaciones son limitadas. Cuando la bomba de chorro funciona en el punto de mayor eficiencia, generalmente requiere un grado de hundimiento mayor. Para evitar la cavitación a una presión de succión más baja, sacrificar la eficiencia de la bomba permite que la bomba de chorro se use en pozos más profundos de baja presión. Por lo tanto, la bomba de chorro tiene una eficiencia de bomba menor y requiere mayor potencia de entrada que la bomba de pistón hidráulico.

4. Bomba de tornillo La bomba de cavidad progresiva es un nuevo tipo de dispositivo mecánico de recuperación de aceite. Funciona de manera confiable, tiene una alta eficiencia volumétrica y buena resistencia a la abrasión, y es adecuado para la extracción de petróleo crudo de alta viscosidad, alto contenido de arena y alto contenido de gas. Con el desarrollo del caucho sintético y la tecnología de unión, la recuperación de petróleo con bombas de tornillo se ha convertido en el principal método de elevación para la recuperación en frío de petróleo pesado y la inundación de campos petrolíferos con polímeros.

Los dispositivos de bomba de cavidad de procesamiento se pueden dividir en dos categorías: accionamiento de superficie y accionamiento subterráneo. La bomba de tornillo accionada por superficie se compone principalmente de un sistema de accionamiento, conectores, una sarta de varillas de bombeo y una bomba de fondo de pozo. La rotación de la sarta de varillas de bombeo impulsa la bomba de tornillo de fondo de pozo. El motor, el protector y la bomba de tornillo utilizados para impulsar la bomba de tornillo subterránea están instalados bajo tierra. El sistema típico se muestra en la Figura 6-42.

Figura 6-42 Bomba de tornillo accionada en fondo de pozo

La bomba de tornillo consta de un solo tornillo giratorio (rotor) y un casquillo fijo (estator). Como se muestra en la Figura 6-43, E es la excentricidad del tornillo. La superficie interior del casquillo está hecha de caucho. El tornillo rueda a lo largo de la superficie interior del casquillo para hacer que el eje del tornillo gire alrededor del eje del casquillo. , el tornillo y el eje de transmisión deben utilizar ejes universales o conexión de acoplamiento excéntrico.

Figura 6-43 Diagrama estructural de la bomba de tornillo

El cable transmite la energía al motor subterráneo, y el motor hace girar la bomba de tornillo, de modo que se obtiene el líquido producido. suficiente energía para ser descargada a la superficie. El tornillo forma una serie de cavidades selladas a medida que gira excéntricamente dentro del casquillo. Cuando aumenta el volumen de la cavidad del sello en el extremo de succión de la bomba, la presión en la cavidad disminuye y entra fluido. A medida que el tornillo gira, la cámara comienza a cerrarse y se mueve hacia el puerto de descarga y la presión continúa aumentando. Cuando una cámara de sellado desaparece, se forma otra cámara de sellado idéntica, por lo que el desplazamiento es muy uniforme. Para bombas de tornillo con el mismo número de etapas, el desplazamiento disminuye a medida que aumenta la altura de presión. Los diferentes modelos de bombas de tornillo tienen diferentes características, que generalmente se obtienen probando con agua limpia para su selección y diseño.

Preguntas para pensar

1. ¿Por qué preferimos utilizar el método de producción de aceite de autoinyección?

2. ¿Cuál es la relación dinámica de entrada? ¿Cuál es la forma de la curva IPR para flujo monofásico y inundación con gas en solución?

3. ¿Cuáles son las características de la curva IPR adimensional? ¿Qué relación describe la ecuación de Vogel?

4. ¿Qué es el índice de producción de petróleo? ¿Cuáles son las similitudes y diferencias en el índice de producción de petróleo entre la filtración monofásica y la filtración bifásica de petróleo y gas?

r=pb=20MPa, y la producción de petróleo cuando la presión de flujo en el fondo del pozo es de 12MPa es de 60m3/d. (1) Calcule la producción máxima del pozo; (2) Calcule la producción cuando la presión de flujo en el fondo del pozo es de 10 MPa y dibuje la curva IPR. (3) Si FE=0,8, ¿cómo cambiará el resultado?

6. Describir el patrón de flujo y las características del flujo de tubería vertical de dos fases.

El caudal de líquido en la tubería de petróleo de 7,62 mm de diámetro interior es de 0,8 m3/s, el caudal de gas es de 0,6 m3/s y la tasa de retención de líquido es de 0,7.

8. ¿Cuál es la función de la boquilla de aceite? ¿Cuáles son las características del flujo de la boquilla de aceite?

9. ¿Cómo alcanzar el estado de flujo crítico?

10. ¿Qué es un punto de trabajo coordinado? ¿Cómo pueden los pozos petroleros lograr una producción coordinada?

11. ¿Qué tipos de nodos existen? ¿Cuál es la idea básica del método de análisis de nodos?

12.¿Qué piezas incluye un sistema de elevación a gas básico?

13. Describir el tipo, función y principio de funcionamiento de la válvula de elevación de gas.

14. Describir brevemente los tipos de dispositivos de elevación por gas y sus condiciones aplicables.

15. Describir el proceso de descarga del levantamiento continuo de gas.

16. ¿En qué etapas se puede dividir cada ciclo de levantamiento de gas intermitente convencional?

17. Describe brevemente las similitudes y diferencias entre el levantamiento aéreo continuo y el levantamiento aéreo intermitente.

18. ¿Cuáles son la presión inicial y la presión de trabajo del elevador de gas?

19. ¿Qué tipos de unidades de bombeo de petróleo existen?

20. ¿Cuáles son los principales componentes de una unidad de bombeo de viga? ¿Cómo se expresa su modelo?

21. Describir los tipos, estructura básica y principios de funcionamiento de las bombas de aceite.

22. ¿El pozo petrolero producirá petróleo durante la carrera inferior de la bomba de varilla? ¿Cuánto cuesta? ¿Cómo calcular el desplazamiento teórico de una bomba?

=Wr WL.

24. La profundidad de una determinada bomba de fondo de pozo es Lp=1200m, el diámetro de la bomba D=56mm, la carrera S=3m, el número de carreras n=12min-1, el diámetro de la varilla de bombeo. es de 22 mm, y el diámetro interior y exterior de la tubería de aceite son 62 mm respectivamente, 73 mm, la densidad promedio del líquido de salida ρL = 850 kg/m3. Calcular cargas máximas y mínimas en puntos suspendidos.

25. ¿Por qué es necesario equilibrar la unidad de bombeo de aceite? ¿Cuáles son algunas formas de equilibrar? ¿Qué pasa con los principios básicos del equilibrio?

26. Analizar los principales factores que afectan a la eficiencia de la bomba y las medidas para mejorarla.

27. ¿Cuáles son las similitudes y diferencias entre los diagramas típicos del dinamómetro de influencia de gas y suministro insuficiente de líquido?

28. Explique las características típicas del dinamómetro de bombeo y pulverización continua, fugas graves de válvula fija y varilla de bombeo rota.

29. ¿Qué son la potencia de varilla pulida, la energía hidráulica y la eficiencia del sistema de bombeo de varilla?

30. ¿Qué métodos se incluyen en la recuperación de aceite de bombas sin vástago? ¿Cuáles son las características de cada uno?

31. ¿Qué componentes incluye el sistema de bomba eléctrica sumergible?

32. En un pozo con bomba eléctrica sumergible, ¿por qué el líquido producido tiene que fluir fuera del motor?

33. ¿Por qué es necesario utilizar un separador gas-líquido de fondo de pozo de alta eficiencia en un pozo con bomba eléctrica sumergible?

34. ¿Cuáles son las características del sistema abierto y del sistema cerrado de la bomba de pistón hidráulico?

35. ¿Cuáles son los métodos de recuperación del petróleo? ¿Cuáles son sus respectivos principios de recuperación de petróleo?